Блог

Jun 07, 2023

Антропогенные изменения отделяют обратную связь по плотности пресноводных хищников

Научные отчеты, том 13,

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7613 (2023) Цитировать эту статью

222 доступа

Подробности о метриках

Внутривидовые взаимодействия внутри популяций хищников могут влиять на динамику хищник-жертва и структуру сообщества, подчеркивая необходимость лучшего понимания того, как эти взаимодействия реагируют на антропогенные изменения. С этой целью мы использовали данные о численности и размерах по возрастам популяции судака (Sander vitreus) озера Эри за полвека (1969–2018 гг.), чтобы определить, как антропогенные изменения повлияли на внутривидовые взаимодействия. До 1980-х годов длина судака молодого возраста (в возрасте 1 и 2 лет) отрицательно коррелировала с численностью судака старшего возраста (3+), сигнализируя о «обратной связи по плотности», при которой внутривидовая конкуренция ограничивала рост. Однако после начала 1980-х годов этот сигнал внутривидовой конкуренции исчез. Такое разделение обратной связи по плотности было связано с многочисленными антропогенными изменениями, включая увеличение популяции судака в результате улучшения управления рыболовством, запланированного сокращения питательных веществ для улучшения качества и прозрачности воды, повышения температуры воды и распространения чужеродной рыбы с новыми характеристиками. (белый окунь, Morone americana). Мы утверждаем, что эти изменения могли уменьшить конкурентные взаимодействия за счет уменьшения пространственного перекрытия между старшими и молодыми судаками и введения новой добычи. Наши результаты иллюстрируют потенциальную возможность антропогенных изменений уменьшить зависящие от плотности внутривидовые взаимодействия внутри популяций высших хищников, что имеет важные последствия для прогнозирования динамики хищников и управления природными ресурсами.

Высшие хищники серьезно пострадали от антропогенных изменений окружающей среды1,2, которые могут радикально изменить как межвидовые, так и внутривидовые взаимодействия3. Особую озабоченность вызывают антропогенные изменения «обратной связи плотности» хищников4. Эти обратные связи представляют собой внутривидовые взаимодействия, которые усиливаются по мере увеличения плотности особей, такие как конкуренция, агрессия и каннибализм, с последующим воздействием на рост популяции хищников или на факторы, влияющие на рост4. Например, было показано, что обратная связь плотности определяет размер тела рыб5, плодовитость птиц6, смертность млекопитающих7 и расселение хищников в новые места обитания8. Благодаря этому влиянию на рост, размножение, смертность и расселение хищников обратная связь плотности может, в свою очередь, опосредовать пищевые сети и структуру сообщества9,10, а также экосистемные услуги, генерируемые популяциями хищников (например, добычу диких животных11).

Часто предполагается, что природа обратной связи плотности фиксирована внутри вида (например, определяется характеристиками жизненного цикла11,12), при этом изменение окружающей среды просто изменяет количество особей или пропускную способность, вызывая предсказуемую реакцию в популяции9,12. 13. Однако антропогенное изменение окружающей среды может изменить интенсивность внутривидовых взаимодействий, так что рост популяции (или размер тела, плодовитость, смертность и т. д.) может больше не реагировать, как ожидалось, на изменения размера популяции14,15 (рис. 1). ). Например, интенсивность внутривидовых взаимодействий внутри популяции хищников может варьироваться в зависимости от градиента окружающей среды, причем более сильные взаимодействия происходят в районах с меньшей доступностью добычи или менее доступной средой обитания16,17. Антропогенные стрессоры, которые вызывают аналогичные изменения в окружающей среде, такие как фрагментация среды обитания, из-за которой такое же количество хищников скапливается на меньшей территории18, могут, следовательно, вызывать более сильные, чем ожидалось, обратные связи плотности (рис. 1, линия b). И наоборот, антропогенные изменения, которые уменьшают внутривидовые взаимодействия, например, посредством субсидий на ресурсы или появления новой добычи19,20, могут привести к более слабым, чем ожидалось, обратным связям плотности (рис. 1, линия c). Поэтому этот потенциал антропогенного изменения обратной связи плотности и важная экологическая роль, которую играют хищники, требуют лучшего понимания того, как люди могут влиять на силу обратной связи плотности хищников.